GPS測量技術在工程測量中的應用研究

洪嘉霖

（江西省地礦局水文地質工程地質大隊）

引言

GPS技術將傳統(tǒng)測量技術與現(xiàn)代信息通信技術進行了有效結合，能夠有效提高工程測量的性能與質量，在測量范圍、測量效率、測量精度上均能夠得到有效保障。然而，我國在GPS技術雖然取得了長足的發(fā)展，但在實際應用中還存在一定的問題，嚴重阻礙了GPS技術在工程測量中的價值性，需要有關部門強化技術研究，為具體施工提供保障。

1 GPS技術概述

1.1 GPS技術主要構成

GPS主要為構成為三個部分，分別為觀測衛(wèi)星、監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星信號接收等三個階段。觀測衛(wèi)星是基礎工程，我國可在太空中一次發(fā)射多顆衛(wèi)星，為GPS應用奠定了良好基礎。監(jiān)控系統(tǒng)是指衛(wèi)星接收裝置對GPS信號進行反饋，是給GPS技術構成的關鍵要素，如圖1所示。

圖1 GPS工程測量現(xiàn)場圖

1.2 GPS技術應用優(yōu)勢

1.2.1 測量效率高

GPS技術能夠在很短時間內確定工程需要測量位置，在測量階段減少了人工測量所需要的時間，能夠優(yōu)化整體資源效率。傳統(tǒng)的測量主要依靠人工進行，會消耗大量的時間，在地勢特征比較復雜的地區(qū)，甚至會造成一定的安全隱患。GPS技術不僅可以縮短測量所需時間，還可以減少測量中的人工成本的投資，減少了人力資源消耗，對于提高工程效率、提高工程收益具有積極意義[1]。

1.2.2 測量精度高

除了在測量效率上具有一定優(yōu)勢之外，GPS技術在測量精度上也比較高。隨著衛(wèi)星技術的不斷完善，其精度也會越來越高。以目前技術而言，衛(wèi)星定位在靜態(tài)定位上可以達到毫米距離，在動態(tài)測量中也可以將誤差縮小在厘米之間。在傳統(tǒng)測量技術中，誤差是必然存在的，GPS技術在建筑工程中應用比較廣泛，能夠有效保障建筑物施工質量，減少因測量而造成施工誤差的情況。

1.2.3 實時測量法

GPS技術最大的應用優(yōu)勢在與可以實現(xiàn)工程的實時測量。測量人員可以自主安排在測量實踐，并不受空間地域的限制，傳統(tǒng)的測量會受到各種天氣因素、環(huán)境因素影響，甚至會因惡劣的自然環(huán)境而產生誤差。GPS技術能夠有效解決時間問題以及環(huán)境問題，可以有效降低工程測量所需的成本，并以實時測量方式為測量工作提供了極大的便利條件。

1.2.4 觀測較便捷

GPS技術具備觀測技術，通過對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的科學整理以及分析，可以得到工程所需的測量參數(shù)，并降低測量難度。傳統(tǒng)施工技術需要將測量設備搬至施工現(xiàn)場，在測量控制上也十分困難，而GPS技術的實施觀測功能，為工程測量工作帶來了極大的便利條件。

2 GPS技術在工程測量中應用分析

2.1 GPS定位技術在工程測量中應用

GPS定位技術包含了物理學知識以及幾何圖形知識，并以此作為技術應用的基礎理論。定位技術在工程測量中應用，以地面接收設施為測量信號接收對象，通過空間衛(wèi)星實施測量地位。定位技術在工程測量中分為兩種，分別為靜態(tài)、動態(tài)相對定位技術。以某工程測量為例，在測量中以靜態(tài)相對定位基礎為主，在測量開始之前，將接收裝置成排擺在施工區(qū)域內，對其定位間觀測，觀測實踐通常為40min以上，約在45min。經(jīng)過靜態(tài)相對定位之后，測量人員需要對定位結果進行分析，保障其結構與實際操作之間不存在明顯差異性。靜態(tài)相對定位在操作上十分便捷，而動態(tài)定位需要以相對載波觀測量為測量基礎，并在測量過程中安裝控制基站，以連續(xù)接受裝置作為信息接收器，在不同的觀測角度，為測量人員提供大量動態(tài)測量信息[2]。

2.2 GPS技術在工程水準點測量中應用

GPS技術在工程測量中應用可以以施工水準點實現(xiàn)，傳統(tǒng)測量技術無法滿足工程測量水準點控制的實際需要，及時經(jīng)過實地考察之后，也無法表面其出現(xiàn)水準點距離過大的現(xiàn)狀。GPS技術在水準點測量以及確定中發(fā)揮著重要應用價值，GPS技術可以通過對衛(wèi)星信號的實時接收，對水準點為位置進行測量。以某建筑工程水準點確定為例，在應用過程中首先安裝天線設施，對微信信號進行接收，并在附近區(qū)域安置操作接收機，實施信號接收操作，并對觀測的數(shù)據(jù)進行記錄，有效的保障了基準點確定的穩(wěn)定性，保障了工程施工整體進程。GPS技術在施工基準點測量中應用可以有效提高施工效率，對于提高工程質量具有重要意義。

2.3 GPS虛擬現(xiàn)實技術在工程測量中應用

GPS技術在發(fā)展過程中可以有效規(guī)避傳統(tǒng)測量中工作人員現(xiàn)場測量的現(xiàn)狀，極大程度減少了地質施工測量環(huán)境而導致的安全隱患。GPS技術可以借助虛擬現(xiàn)實技術，為工程測量建立一個可供測繪的虛擬環(huán)境，并與實際測量結果起到一定的交互作用，能夠有效解決上述中存在的安全問題。GPS虛擬現(xiàn)實技術可利用計算機系統(tǒng)，在軟件中構建工程測量具體模型，并以三維的形式將其展現(xiàn)出來，在測繪的過程中，人員無需到達施工環(huán)境中進行測量施工模型的測繪，通過虛擬現(xiàn)實技術，可以明確測繪中的重點，并有效規(guī)避其在測量中的安全事項[3]。

2.4 GPS與傳統(tǒng)技術融合在工程測量中應用

我國現(xiàn)階段GPS技術的應用并不是十分完善，其測量精度雖然照比傳統(tǒng)測量模式較高，但仍然存在一定的不足之處。我國很多施工地區(qū)的衛(wèi)星信號較弱，處于衛(wèi)星信號屏蔽區(qū)域，很難在工程測量中發(fā)揮GPS技術的應用價值。針對此現(xiàn)象，有關部門可以采取解析法以及圖解法，將傳統(tǒng)測量技術與GPS技術進行有效融合。GPS技術主要借助衛(wèi)星信號以及接收器實現(xiàn)距離的測量工作，采取電磁波信息傳輸技術，對信息進行反饋測量，會在準確性上略顯不足，另外，若測量地區(qū)存在遮蔽物，也會導致其測量的精度存在問題。將傳統(tǒng)測量技術與GPS測量技術進行有效整合，可以有效提高工程測量在特定區(qū)域的測量精度。結論：總而言之，GPS技術在我國工程中仍具有十分廣泛的發(fā)展空間，能夠給予工程測量工作一定的技術保障。然而，在GPS技術應用過程中，還會造成少許的測量誤差，會嚴重影響工程施工質量。隨著我國技術的不斷完善，GPS技術的測量誤差會越來越小，并在效率、精度、操作上均會得到一定提高，為我國工程建設提供更加便利條件。